三电平光伏并网逆变器模型预测控制方法的研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jueai831015
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,数字信号处理器(Digital Signal Processors,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等器件的快速发展推动了一些高级控制算法在逆变器并网控制领域的应用。其中,有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)算法具有动态响应快、无超调、非线性和多目标控制等优点,因而在逆变器并网控制领域引起了广泛研究。但是FCS-MPC存在开关频率不固定和控制精度低的问题,使得并网滤波器的参数难以设计,同时在低调制比工况下,入网电能品质难以得到保证。本文主要研究解决FCS-MPC算法应用于三电平逆变器并网控制时开关频率不固定和控制精度低的问题。根据FCS-MPC算法的基本原理,首先建立了三电平逆变器直流侧中点电压和交流侧入网电流的预测模型,并构建了多控制目标的目标函数。在此基础上,分析了计算和采样延时对电流跟踪控制的影响,并提出采用两步预测计算法对延迟进行补偿。同时结合参考电压矢量计算和扇区划分,对三电平逆变器的基本电压矢量进行离线预选,以实现降低在线寻优计算量的目的。其次,分析了基于基本电压矢量输入控制集合的FCSMPC开关频率不固定和电流跟踪精度差的原因,提出了一种基于合成虚拟电压矢量控制集合的FCS-MPC解决方法。在此基础上,优化了合成虚拟电压矢量的矢量作用序列以降低了开关损耗,并且采用分段法建立了三电平逆变器输出虚拟电压矢量时的中点电压预测模型。进一步地,出于降低在线寻优计算量的目的,同样地结合参考电压矢量计算和扇区划分对虚拟电压矢量进行离线预选,并且建立了预选虚拟电压矢量表。最后,基于参考电压矢量引入参考电压矢量圆的概念,分段制定出了虚拟电压矢量合成系数δ与调制比M的关系,为合成系数δ的在线计算提供依据。本文设计了一套基于二极管中点箝位式三电平逆变器拓扑的并网实验平台,静态和动态并网实验结果表明,本文所提出的基于虚拟电压矢量输入控制集合的FCS-MPC具有动态响应快且无超调的优点,同时能够集中三电平逆变器桥臂输出电压频谱,有效地提高入网电流跟踪精度,降低入网电流畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)。对比性实验结果进一步表明,当调制比变化时,相较于基本电压矢量输入控制集合,本文提出的方法能够取得更低的电流THD和更高的电流跟踪精度,切实有效地提高了入网电能品质。
其他文献
随着国家对城镇化进程的不断推进,大中型城市的人口密度逐年增长。交通拥挤问题日益严重。作为缓解城市交通压力的重要方式,我国的城市轨道交通系统以污染小、速度快、运量大
随着我国经济的不断发展,人民对健康的需求日益增长,而我国卫生资源总量不足、结构不合理、分布不均衡等问题仍比较突出。2017年医疗联合体被正式列入新医改的重点举措,此后
本文研究了三类扩散方程反问题的数值计算方法.包括同时反演热源和初值的逆热传导问题,非齐次反向热传导问题和泊松方程柯西问题.我们用无网格方法来解决这三类问题.由于基本
天然气水合物不仅是一种重要的潜在能源,而且基于水合物的特有属性,衍生出一系列水合物工业技术应用,因此水合物的生成分解过程优化成为现今科研工作者们探索的一个重要课题。管道输送天然气时或海底输气管道中,由于温度以及压力条件适宜,经常产生天然气水合物堵塞,造成不必要的经济损失和生产安全问题,要抑制管道内天然气水合物的生成,然而当天然气水合物作为一种输送天然气的媒介时,又需要加速天然气水合物的生成,因此不
离子交换膜作为一种半透膜,其主体高分子结构携带有荷正电或荷负电的功能基团,可选择性分离溶液体系中自由解离的阴离子与阳离子,在化工分离、环境水处理、能量转化等领域有
进入经济发展新时代以来,国家进一步加大扶贫工作的力度,在企业+农户的扶贫方式下,不少企业积极参与到产业扶贫中,取得了一定的成效,产业扶贫已经成为国家反贫困战略的重要举
当前,网络表示学习作为众多网络分析任务的一个关键手段,已经越来越受到众多学者的关注。网络表示学习的目的是针对网络中的每一个节点学习一个低维、稠密、连续且具有推理能
金川矿区是全球第三大镍矿生产基地,其伴生铜矿产量全国第三、钴产量全球第四、铂族金属产量亚洲第一,被誉为中国镍都。镍、钴、铂族金属在现代高科技领域(例如航空业和国防
注浆加固防治煤层底板突水是一种适用于强含水层且对地面资源和环境的破坏小的技术措施。目前煤矿采用该方法通过施工底板常规钻孔进行注浆堵水,改造煤层底板,效果显著。但常
近些年新兴的微流控技术在微凝胶颗粒的合成方面展示了操作简单、单分散性好、粒径可精确控制、工业化前景大等独特的优势,引起了科研工作者的广泛关注。受此启发,本文使用自